压裂返排液处理技术现状及展望

油气田环境保护ENVIRONMENTAIPROTECTIONOFOIL&GASFIELDS压裂返排液处理技术现状及展望侯保才刘振华杜俊跃李凤霞(中国石化华北分公司九普油气生产支持中心)摘要针对页岩气压裂返排液的特点、危害，综述了氧化一絮凝一过滤／吸附联合处理工艺、氧化一絮凝一电解一过滤／吸附联合处理工艺、氧化一絮凝一电解一过滤／吸附一生化联合处理工艺的特点、适用性及处理效果，经过多种工艺处理后，压裂返排液中COD等污染物可以有效去除，出水可以达标。并对压裂返排液处理技术的发展前景进行展望，认为回收重复利用是未来压裂返排液处理的发展趋势。关键词压裂返排液；处理技术；絮凝沉淀；生物处理；回收利用DOI：10，3969／j．issn．10053】58．2O15．01，014文章编号：1005—3158(2O15)0l一0041030引言压裂作业是低渗透油藏及非常规油气藏开发的主要手段，通过压裂可以改善油气层渗透能力和解堵，压裂技术在老区油井挖潜、新井试油、单井增产及非常规油气开发、页岩气开发中发挥着重要作用。压裂返排液成分复杂，含有多种污染物，如未有效处理将对区域环境造成严重污染。油气田污水处理常用的方法有絮凝沉淀法、过滤／吸附法、电解法、酸碱中和法、生物处理法等。作为油气田污水的一种，压裂返排液成分复杂，稳定性强，可生化性差，在实际处理过程中，通常是多种方法进行联合处理。1压裂返排液的特点及危害压裂返排液中不仅含有大量化学添加剂，其在返排过程中还将地层中的有机和无机化合物、细菌、重金属以及放射性元素携带出来，与其他油气田污水相比具有污染物种类繁多、成分复杂、浓度高、黏度大、COD高、矿化度高、稳定性高等特点。压裂返排液如果不经过处理而外排，将会对周围环境造成危害，导致土壤板结盐碱化，地表水系污染，带来严重的环境污染和生态破坏问题。2压裂返排液处理技术2．1氧化～絮凝一过滤吸附联合处理工艺氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质，降低废液黏度，提高传质效率，增加水处理药剂的分散与分解；絮凝可以改变水中多分散体系表面电性，破坏废液胶体的稳定性，使胶体物质脱稳、聚集；过滤／吸附，去除水中不溶或微溶物，脱色除臭。氧化一絮凝一过滤／吸附是油气田污水处理常用工艺。王松等采用“混凝一氧化一吸附一纳米TiO光化学氧化”工艺处理河南油田压裂返排液，现场中试表明处理后出水各项检测指标均达到回注要求，甚至有些指标达到排放标准。荆国林、韩春杰发现通过聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝沉淀、双氧水一次氧化、活性炭吸附、二氧化氯二次氧化处理的大庆油田徐家围子压裂返排液，出水符合GB89781996《污水综合排放标准》。涂磊等以仪陇1井压裂返排液为主要研究对象，提出了预氧化复合混凝一Fenton试剂深度氧化一二次混凝的处理工艺，处理后废液的COD降低84．8。林孟雄等研究发现四川I德阳川I江566井压裂返排液经过l-级排放标准。陈安英等采用KMnO一?昆凝一臭氧深度氧化处理某石化公司的水基压裂液，最佳条件下废液的高锰酸盐指数去除率可达86．5。马超等实验发现胜利油田水基胍胶压裂返排液通过破胶一絮凝一Fenton试剂深度氧化处理，压裂液COD去除率可达99．3。杜贵君l7以吉林油田压裂返排液为研究对象，实验发现经过絮凝、微波强氧化、活性炭毡处理、纳滤／反渗透集成工艺处理后，返排液COD可以达到GB8978—1996{污水综合排放标准》一级标准要求。任武昂发现陇东油田压裂返排液经过“预氧化一混凝一沉淀一超滤一臭氧催化氧化”等工艺优化组侯保才，2012年毕业于中国石由大学(华东)油田化学专业，硕士，现在中国石化华北分公司九普油气生产支持中心从事油气田环境工程方面的研究工作。通信地址：山西省晋中市中都北路99号，030600油气田环境保护·综述合处理，废液的COD及悬浮物去除率最高可达95以上。董健室内研究发现樊家油田压裂返排液经过“机械格栅+隔油池+聚结气浮+絮凝气浮”预处理一陶瓷膜过滤一电渗析脱盐复合工艺处理，废液的COD、石油类、离子含量、色度大幅度下降。黄飞等口。”实验研究表明，采用破乳一絮凝一沉淀一固液分离一氧化一调节pH值一过滤工艺处理页岩气开发井压裂返排液，出水能够达标排放。2．2氧化絮凝电解一过滤／吸附联合处理工艺电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体，能够使大分子物质分解为小分子物质，降解的物质转变成易降解的物质，是污水深度处理的常用方法。张爱涛等[1采用“Ca(OH)。破胶一微波絮凝一Fe／C微电解一微波H。O：氧化”法处理油田酸化压裂废水，处理后废水色度、SS和COD均可达标排放，处理后废